电气控制技术在中水回用系统中的应用浅析

1、建筑给排水系统中的“中水回用技术”李烨电气 1002 （36） 2007100112摘要：水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征。我们 这个水资源和电能源短缺的国家，面临城市污水肆意排放，生活用水水质日益下降，如何使 水质达到日常生活、工业生产可靠性、稳定性的要求，直接影响着居民正常工作和经济的发 展。通过结合本专业所学的电气控制技术，提出了中水回用应用的新措施，根据中水处理对 电气控制系统的要求，设计了系统主电路、控制电路和系统软件；建立起了一套适合于小区 中水处理的自动化控制系统。关键词：中水回用 中水处理 自动控制 电气控制技术中水系统1.1中水概念何谓“中

2、水”？其定义有多种解释，在污水工程方面称为“再生水”，工厂方面称为“回用 水”，一般以水质作为区分的标志，其主要是指城市生活污水经处理后达到国家规定的水质标 准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水回用，就是把生活污水或工业废水经过深度 技术处理后，去除各种杂质，去除污染水体的有毒、有害物质及某些重金属离子，进而消毒 灭菌，其水体无色、无味、水质清澈透明，且达到或好于国家规定的杂用水标准（或相关规定）， 广泛应用于企业生产和居民生活。1.2中水系统中水系统（Reclaimed Water System）由中水原水的收集、储存、处理和中水供给等工程 设施组成的有机结合体，是建筑物或建筑小区的功

3、能配套设施之一。1.2.1中水回用系统的分类中水回用系统按其供应的范围大小和规模，一般有下面四大类：（1）排水设施完善地区的单位建筑中水回用系统该系统中水水源取自本系统内杂用水和优质杂排水。该排水经集流处理后供建筑内冲洗 便器、清洗车、绿化等。其处理设施根据条件可设置在建筑内部或临近外部。如北京新万寿 宾馆中水处理设备设于地下室中。（2）排水设施不完善地区的单位建筑中水回用系统城市排水体系不健全的地区，其水处理设施达不到二级处理标准，通过中水回用可以减 轻污水对当地河流再污染。在该系统中，中水水源取自该建筑物的排水净化池（如沉淀池、化 粪池、除油池等），该池内的水为生活污水的总和。该系统处理设

4、施根据条件可设于室内或室 外。（3）小区域建筑群中水回用系统该系统中水水源取自建筑小区内各建筑物所产生的杂排水。这种系统可用于建筑住宅小 区、学校以及机关团体大院。其处理设施放置小区内。（4）区域性建筑群中水回用系统该系统特点是小区域具有二级污水处理设施，区域中水水源可取城市污水处理厂处理后 的水或利用工业废水，将这些水运全区域中水处理站，经进一步深度处理后供建筑内冲洗便 器、绿化等用途。1.2.2按中水的实际使用情况分为以下四类（1）工业用水。由于不同工业涉及的对象不同，所以工业用水的水质标准也不同。如工业冷却 的用水水质标准较低，建筑施工的用水水质标准相对较高。（2）农业用水。农业用水主要

5、用于农田灌溉和室内育种。（3）生活服务用水。依据生活杂用水水质标准，生活服务用水主要包括冲厕，供暖，洗车，园 林绿化和道路清洁等。（4）其它用水。包括地下水回灌和地表水补给等。中水是地下水回灌的有利选择之一，地表水 补给主要用于河流径流和湖泊填充。用水成本是使用单位水量所需的总费用。它不但包括供 给子系统的供给价格、输送子系统的输送成本还包括利用时人员劳务报酬，利用设备费用等。1.2.3中水水源及用途（1）、中水水源可取自生活污水和冷却水，一般可按下列顺序取舍：冷却水-沐浴排水-盥 洗排水-洗衣排水-厨房排水-厕所排水。医院污水不宜用作中水水源。中水水源可分为3 类：人、不含厨、厕排水，以冷却

6、水、雨水、洗浴水为主的优质杂排水；B、含厨房排水的杂排水；C、杂排水+厕所排水。（2）、用途对于小区居民来讲，中水系统的应用可以提供很大的实惠。首先是降低水费支出。像绿 化用水、洗车用水等公共用水，一般小区都是直接引用自来水，这笔水费最终还会摊到每户 业主身上。如果使用循环再利用后的中水，就等于一水二用，一个小区，一年算下来就是不 小的费用。现在居民冲洗厕所一般使用自来水，如果用中水，一次可以省9升自来水，全家 一个月，算下来有多少吨？不过，由于消费心理的原因，很多设计师不打算将中水用于户内 的清洁用水。当然，自来水、中水会走两趟管路，可能会占点面积。以东京都为例，冲厕用 水为90.6%，冷却

7、用水为3.0%，消防用水为2.4%，洗车用水为1.2%，清扫用水为1.2%，绿 化用水为0.7%，其它0.9%。中水处理系统成本很低，不会增加买房者的负担。说简单点，就是要加几个池子的问题。 中水处理后的水质也较有保证，比城市地区一般河水的水质要好。2电气控制技术在中水回用的应用2.1工艺流程本中水处理系统的工艺流程框图如图2.1所示：图2.1中水处理工艺流程框图及主要设备选型2.2主电路设计2.1电气主回路系统电气主回路实际上是曝气机、电磁阀、搅拌器和各种泵的工作回路。小区中水处理 电气控制系统的电气主回路如图3.1所示。提刃泵主电路提升案加压菜计量泵主电路中水供水泵补水电磁阀中水供水泵1:

8、1总报警反冲洗泉搅拌器反冲洗泵图3.1电气主回路图中QS为三极隔离开关、QF为空气开关、FU为熔断器、KM为接触器、FR为热继电器、M为三相交流电动机。a）热继电器根据中水处理驱动电机的型号及其电流电压的要求，选择JR16-20/3型热继电器，以满 足系统控制需要。b）接触器接触器在中水处理系统中最主要的用途是控制电动机的启动和停止，并且主要使用中小 容量的笼型电机，大部分负载是一般任务。因此选择AC3类接触器。c）熔断器为了在电路发生短路或过载故障时直接断开电源保护系统设备，因此在主电路设计上安 装熔断器。，根据小区中水处理系统的组成及要求选用熔体为锌质的RM10系列熔断器。d）工作过程本系

9、统整个工作过程采用“先开先停，先停先开”的循环工作过程，使各水泵轮流休息 及启动。具体过程如下:一开始时一号供水泵在PLC控制下先投入调速运行，其运行速度由变 频器调节，当供水压力小于设定值时变频器输出频率升高，水泵速度上升，反之下降。当变 频器的输出频率达到上限频率时，如果此时供水压力仍未达到设定要求则在PLC的逻辑控制 下一号供水泵切换到工频运行状态，二号供水泵投入调速运行。当供水压力大于设定值时， 变频器输出频率降低，水泵速度下降，当变频器输出频率低于设定的下限频率时，先启动运 行的水泵先停机休息。关于电气控制技术在中水回用技术中的思考通过运用小区中水处理PLC控制系统硬件电路，可以实现

10、了小区中水处理的自动控 制；若同时保留了传统的手动系统，使之能相互切换，中水处理自动化系统可以变得更加实 用、可靠、先进和高效。可以通过变频器恒压供水系统，将变频器与PLC结合起来，由变频器控制水泵转速， PLC控制水泵增减，来实现将处理后的中水恒压供给用户。中水处理PLC控制系统不仅能够满足中水处理现场控制和远程监控的要求，而且为 以后工程的建立了参考。对于其它类似结构的水处理系统，只要对有关控制参数加以改动， 也可以满足其所要求工艺要求。PLC控制系统具有广阔的应用前景。中水回用在水资源严重短缺的当今社会有着重要意义。中水回用在我国仍处于起步阶 段，国家应建设和完善中水回用系统，缓解大部分城市的“水荒”，要将电气控制技术与回用紧密 结合，互相促进，推进我国城市污水处理与回用事业的发展。随着经济的发展,水资源的日益 短缺，中水回用技术,必将发挥越来越重要的作用，前景十分广阔。参考文献1夏爱军，张新国.中水作用大J.环境导报，2003(4)： 112陈立定，吴玉香，苏开才.电气控制与